基于多模式预报优选融合技术的短时定量降水预报

为提升短时定量降水预报准确率,使其更好地支撑城市暴雨洪涝及中小河流洪水预报,基于多源数值天气模式预报值,构建了基于预报成员优选融合的短时(0~12h)逐小时定量降水预报模型,模型由单模式百分位映射订正技术模块、模式订正预报成员实时优选技术模块、预报成员实时融合技术模块和融合预报的百分位映射订正技术模块4个技术模块组成。以河南省为例对模型进行检验,结果表明:模型预报降水分布和强度随着预报时效临近更接近实况降水;模型提前6h预报出郑州“7·20”暴雨最强时段降水的落区和强度;在2021年1—9月降水预报对比检验中,模型预报准确率高于任意单模式订正预报和原始模式预报,且准确率随着预报时效的临近逐步提高。     

Constraints on radiative forcing and future climate change from observations and climate model ensembles

The assessment of uncertainties in global warming projections is often based on expert judgement, because a number of key variables in climate change are poorly quantified. In particular, the sensitivity of climate to changing greenhouse-gas concentrations in the atmosphere and the radiative forcing effects by aerosols are not well constrained, leading to large uncertainties in global warming simulations. Here we present a Monte Carlo approach to produce probabilistic climate projections, using a climate model of reduced complexity. The uncertainties in the input parameters and in the model itself are taken into account, and past observations of oceanic and atmospheric warming are used to constrain the range of realistic model responses. We obtain a probability density function for the present-day total radiative forcing, giving 1.4 to 2.4 W m-2 for the 5-95 per cent confidence range, narrowing the global-mean indirect aerosol effect to the range of 0 to -1.2 W m-2. Ensemble simulations for two illustrative emission scenarios suggest a 40 per cent probability that global-mean surface temperature increase will exceed the range predicted by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), but only a 5 per cent probability that warming will fall below that range.     

基于禁忌搜索的神经网络集成

给出了一种利用禁忌搜索来实现神经网络集成AdaBoosting算法的方法。以Ada- Boosting算法中的权值向量为优化对象,对其若干个元素进行扰动,并通过设定其为禁忌对象,以禁忌搜索控制寻优方向,以逼近误差为适值函数,在满足逼近误差或达到进化代数时结束进化。由于禁忌搜索可以避免迂回搜索,从而提高进化效率,使得算法易收敛。通过实例验证了该方法的可行性。     

基于多层次模型的高等教育满意值探讨

高等教育的产品就是高等教育服务，该服务产品得到的满意值应与个人、家庭、国家的利益密切相关．文章把满意值分为宏观的满意值（国家与社会的满意值）和微观的满意值（个人与家庭的满意值）两个部分，在计算国家与社会的满意值和个体暂时的满意值时借鉴了已经成熟的评价体系和量化分析方法，在计算个体长远满意值时提出一种基于投影梯度Lagrange乘子的约束优化方法来构造增广函数，这种方法有效的避免惩罚函数方法带来的迭代收敛速度慢、工作量大、Hesse矩阵越来越病态的问题．这种方法可以较为有效的计算现阶段高等教育的满意值，得到要适当降低高等教育收费，提高高等教育质量的结论．     

基于多模型集成的铁矿粉库存量预测方法

针对铁矿粉库存量预测问题,结合灰色系统模型与时间序列模型的优点,提出一种基于多模型集成的库存量集成预测方法.根据库存量历史数据,分别建立基于残差修正的等维新息GM(1,1)模型与自回归积分移动平均模型ARIMA(p,d,q);采用基于信息熵的方法对2种模型进行加权集成;分别采用单一模型与集成模型对铁矿粉库存量进行预测.仿真验证结果表明:集成预测模型实现库存量的准确预测,在3种模型中预测结果最好.     

基于多模型自适应方法的智能汽车路径跟踪控制

路径跟踪控制是智能汽车的一项核心技术,跟踪效果的精确性和在各种路面附着条件下的鲁棒性是该技术的两大关键要素。但汽车动力学模型的不确定性,尤其是轮胎侧偏刚度的摄动使这两者难以同时得到满足。针对这一问题,将多模型自适应理论引入到智能汽车运动控制中处理不确定性系统的控制。首先,推导了多模型自适应控制律,提出了凸包构架下各个顶点的子模型对真实模型的自适应逼近律,并通过李雅普诺夫函数证明了所提出自适应律的收敛能力。在此基础上建立了汽车动力学模型和车辆-路径联合模型,并由多个顶点子模型构建可覆盖汽车轮胎侧偏刚度摄动范围的凸多面体,利用汽车动力学模型求解自适应率,通过车辆-路径联合模型,基于线性二次型方法(linear quadratic regulator, LQR)求解各个顶点的子模型处的反馈控制律,并通过所得出的自适应权重进行加权。基于Carsim/Simulink的联合仿真结果表明,所提出的多模型自适应路径跟踪控制器在保证鲁棒性的同时克服了传统鲁棒控制方法的保守性问题,与基于名义模型的LQR控制器和鲁棒保性能控制器相比,在高附着路面和低附着路面上都可以取得更好的控制效果,很好地解决了路径跟踪...     

基于工艺的自适应数据质量多模型择优预测

针对钢铁企业实际生产过程中,采用单一预测模型进行预测难以把握大规模启停设备用电规律,预测精度较低等问题,根据生产-检修阶段的实际工艺情况,将生产,检修问题采用随机近似贪婪搜索RAGS对复杂特征进行特征选择,建立了一个自适应数据质量的多模型择优预测框架进行建模;将其应用于宝钢电网。仿真结果表明,提出多模型择优预测框架可以准确预测钢铁企业电力日负荷,为实现电力系统能源调度提供决策依据。     

基于递阶监督的一类多模型自适应控制

针对包含多个子系统的复杂系统,在控制中若使整个系统及子系统的性能最优,常规的控制方法难以实现.在采用一类多模型方案后,提出一种递阶智能监督控制策略,利用模糊神经网络、模糊决策构成了递阶控制的组织级和协调级.经过对混合动力汽车(HEV)的多能源动力总成控制系统进行的仿真研究,表明了该方法的有效性.     

基于CMIP5多模式集合预估贵州省干旱时空变化

为了科学合理地预估干旱变化对水资源管理系统造成的影响,以贵州省为研究对象,标准化降水蒸散指数(SPEI)为监测指标,结合国际耦合模式比较计划第5阶段(coupled model intercom-parison project 5,CMIP5)多模式集合数据资料,综合分析了2020—2100年贵州省干旱变化趋势及时空演...     

城市用水量预测的混沌理论研究

分析了混沌理论特征,利用城市用水量混沌特性,建立城市用水量短期预测模型,对城市用水量进行科学预测.利用历史数据信息,在相空间重构基础上对城市用水量时间序列进行分析,分析饱和嵌入维数、延迟时间和Lyapunov指数求解方法并对其进行计算,并以此为指导对城市用水量进行高精度预测.利用建立的模型对东北某市日用水量进行预测,结果表明基于混沌理论的城市用水量预测模型具有较高精度,对于受众多因素影响的城市用水量预测有良好的推广价值.城市用水量受众多因素影响,混沌理论为城市用水量预测提供了崭新思路.     

Phyllosilicates on Mars and implications for early martian climate

The recent identification of large deposits of sulphates by remote sensing and in situ observations has been considered evidence of the past presence of liquid water on Mars. Here we report the unambiguous detection of diverse phyllosilicates, a family of aqueous alteration products, on the basis of observations by the OMEGA imaging spectrometer on board the Mars Express spacecraft. These minerals are mainly associated with Noachian outcrops, which is consistent with an early active hydrological system, sustaining the long-term contact of igneous minerals with liquid water. We infer that the two main families of hydrated alteration products detected-phyllosilicates and sulphates--result from different formation processes. These occurred during two distinct climatic episodes: an early Noachian Mars, resulting in the formation of hydrated silicates, followed by a more acidic environment, in which sulphates formed.     

基于进化算子的季节时间序列模型

目的对传统季节时间序列模型进行分析研究,提出一种新的季节时间序列模型。方法引入遗传与免疫算子,并结合电力产量序列和航空序列模型进行仿真试验。结果建立了一个新的时间序列模型。结论仿真试验结果证明了基于进化算子的季节时间序列模型是一种操作简便、易于实现的有效模型。     

空中交通流量预测的人工神经网络和回归组合方法

为了寻找合适的空中交通流量预测方法,在综合回归预测方法和人工神经网络预测方法优点的基础上,提出采用组合预测方法的思想,并基于多元线性回归模型确定组合方法的权重系数。以北京管制区大王庄导航台流量预测为实例,分析结果表明:组合预测方法对实际流量有好的拟合度,能提高人工神经网络的泛化能力,并减小预测的误差,即总体上不仅优于传统的回归预测方法,也优于单独的人工神经网络预测方法。组合方法为空中交通流量的预测提供了一种可靠而有效的新途径。     

关于气候变化的哲学思考

从哲学的基本原理出发,引用地史及水文气象资料探讨了全球气候变化问题,指出全球气候一直在变化;气候变化的动力主要在天在地而不在人;当今的气候变化可能只是气候变化总过程中的一个波动阶段而非永远的趋势,且其变幅并未超出历史上气候变化的范畴。因此,不能断言全球气候变暖是由于人为排放CO2所致。所以对于不同时空条件下的气候变化应当具体矛盾具体分析具体解决,进而提出了中国应对气候变化的对策建议。     

基于多模态和加权支持向量机的热轧轧制力智能预报

为了提高热轧生产过程精轧机组的轧制力预设定精度,需要对轧制力进行高精度的预报.本文通过机理公式计算出轧制力的近似值,然后采集大量的实际生产数据修正轧制力预报值.首先利用聚类方法区分不同的生产状态,其次在相同生产状态下采用加权最小二乘支持向量机计算轧制力的修正系数,最后采用乘法方式修正轧制力,达到高精度的轧制力预测.结果表明,轧制力预报的平均相对误差为3.2%,满足现场的生产要求.     

Squeezing bandwidth controllable twin beam light and phase sensitive nonlinear interferometer based on atomic ensembles

We review our recent experimental progress in quantum technology employing amplification effect of four-wave mixing in a rubidium vapor. We have produced an intensity difference squeezed light source at frequencies as low as 1.5 kHz which is so far the lowest frequency at which squeezing has been observed in an atomic system. Moreover, we find that the bandwidth of our squeezed light source can be controlled with light intensity pumping. Using our non-classical light source, we have further developed a nonlinear Mach-Zehnder (MZ) interferometer, for which the maximum fringe intensity depends quadratically on the intensity of the phase-sensing field at the high-gain regime, leading to much better sensitivity than a linear MZ interferometer in which the beam splitters have the same phase-sensing intensity. The quantum technologies developed by our group could have great potential in areas such as precision measurement and quantum information.     

基于灰色关联分析的季节性民航货运量预测

为更精确地预测月度航空货运量,提出组合模型预测方法.该模型由季节GM(1,1)和季节ARIMA乘积模型构成,它结合了该2种模型中时间序列预测的优点.灰色模型GM(1,1)能准确反映时间序列的增长趋势;ARIMA乘积模型对季节特征有较好的拟合效果.依据霍尔特温特预测模型计算季节性GM(1,1)模型的季节指数,并用灰色关联分析求出组合预测中的权值.组合预测模型的平均相对误差为0.62%,而季节性GM(1,1)模型和ARIMA乘积模型的平均相对误差分别为4.49%和-3.16%.预测分析结果说明,该模型的非线性曲线拟合精度和预测精度明显高于单个模型,可较好地反映系统的动态性和运量的季节时序关联性,为季节性时间序列预测提供了新的途径.     

基于短时临近降水集合预报的中小河流洪水预报研究

为了延长中小河流洪水预报预见期,建立了基于短时临近精细化网格降水集合预报的中小河流洪水预报模型。模型采用百分位映射订正技术,发展数值模式降水预报场与实况场映射关系,结合Bayesian模型,构建基于GRAPES-3KM模式和Time-Lag-Ensemble融合技术的短时临近降水集合预报(最优集成、最大(95%分位数)、最小(5%分位数))格点场,作为GMKHM(Grid-and-Mixed-runoff-generation-and-Kinematic-wave-based Hydrological Model)的降水驱动,进行中小河流洪水逐小时实时滚动预报。选择新安江屯溪流域作为试验流域,对2020年汛期流域大洪水进行实时预报。检验结果表明,基于短时临近最优降水预报的中小河流洪水预报模型提前了7 h预报出屯溪断面洪峰,洪峰误差为5.6%,峰现时差为-1 h,比不考虑预见期降水的中小河流洪水预报提前了4 h;基于短时临近最大、最小降水预报的中小河流洪水预报模型提前了13 h预报出洪峰区间,并且自7月7日9时起滚动预报最大与最小预报跨度呈逐渐减少趋势。在中小河流洪水预报中引入短时临近集...     

High-latitude influence on the eastern equatorial Pacific climate in the early Pleistocene epoch

Many records of tropical sea surface temperature and marine productivity exhibit cycles of 23 kyr (orbital precession) and 100 kyr during the past 0.5 Myr (refs 1-5), whereas high-latitude sea surface temperature records display much more pronounced obliquity cycles at a period of about 41 kyr (ref. 6). Little is known, however, about tropical climate variability before the mid-Pleistocene transition about 900 kyr ago, which marks the change from a climate dominated by 41-kyr cycles (when ice-age cycles and high-latitude sea surface temperature variations were dictated by changes in the Earth's obliquity) to the more recent 100-kyr cycles of ice ages. Here we analyse alkenones from marine sediments in the eastern equatorial Pacific Ocean to reconstruct sea surface temperatures and marine productivity over the past 1.8 Myr. We find that both records are dominated by the 41-kyr obliquity cycles between 1.8 and 1.2 Myr ago, with a relatively small contribution from orbital precession, and that early Pleistocene sea surface temperatures varied in the opposite sense to local annual insolation in the eastern equatorial Pacific Ocean. We conclude that during the early Pleistocene epoch, climate variability at our study site must have been determined by high-latitude processes that were driven by orbital obliquity forcing.